4公司動態

CNC數控車床高斯曲線加工

文章出處：公司動態責任編輯：東（dōng）莞市国产精品一区二区三区四区五区五金機械（xiè）有限公司發表時間：2017-11-06

CNC車床高斯曲線加工

隨著新產品研製的發展，許（xǔ）多新產品的形狀采用了特殊曲線，如橢圓、雙曲線和高斯曲線等，而如何加工這些特殊曲線就成了機加人員的新課題。

從多年的實踐來看，采用宏程序編程，然後在（zài）數控（kòng）車床上車削是較為簡單、經濟和方便的一種方法。

但（dàn）是這種（zhǒng）方法對於編程者要（yào）求較高，這是因為（wéi）宏程序的編製要求程序員不僅具（jù）有豐富的數學（xué）知識，還要熟悉數控車床的編程指令，對於宏（hóng）程序（xù）更應是了（le）如指掌（zhǎng）。

宏程序分為A類（lèi）和（hé）B類兩種：A類宏（hóng）程序通常采用H代碼編製，B類宏程序通常用賦（fù）值語句和數（shù）學公式進行編製（zhì），易為大家接受，FANUC0i型數控（kòng）係（xì）統的宏程序就是B類。

▽長按愛心，添加（jiā）小編，技術（shù）交流▽

一、FANUC0i型數控（kòng）係統宏程序

在FANUC0i型數控係統中變量分為4種類（lèi）型，即空變量、局部變量（liàng）、公（gōng）共變量和係統變量。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該變量（liàng）;局部變量的變量號為#1～#33，該類變量隻能用於在宏程序中存儲數據（jù），當斷電（diàn）時局部變（biàn）量初始化為空，調用（yòng）宏程序時，給局部變量賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的宏程序中的（de）意義相同。當斷電時，變量#100～#199初始化為（wéi）空，變量#500～#999中的數據保存，即使斷電也不丟失。係統變（biàn）量的變量號為#1000～，係統變量用於讀和寫CNC的各種數據，例如刀具的當前位置和刀具補償值等。我們在編（biān）寫宏程序時可以引用局部變量和公共變量，在引用變量，特別是公共變量時，為消除變量內原有（yǒu）數據的影（yǐng）響，一定要給變（biàn）量重新（xīn）賦值後再引用。

宏程序是用戶實現機床功能擴展（zhǎn）的一種方法（fǎ）。在宏程序中（zhōng）可以使用變量，給（gěi）變量賦值，變量間可進行運（yùn）算和程序跳轉。此外，宏程序還提供（gòng）了循環語句、分支語句和子（zǐ）程序調用語句，一層宏循環裏還可以嵌套多層循環。所以（yǐ）可以應（yīng）用宏程（chéng）序指令編製出簡潔合理的小容量加工程（chéng）序，擴展數控機床功能，提高加工效率（lǜ），充分發揮數控機床的作用。

二、高斯（sī）曲線的方程

高（gāo）斯曲線在直角坐標係下的方程是

，其中x是自變量，y是因變量。但此方程（chéng）我們還不能直（zhí）接應用於數控車床，因為在數控車床上，坐標係是這樣規

定的：Z軸與主軸軸線平行，正方（fāng）向是遠離工件方向，X軸與主軸（zhóu）軸線垂直，正方向（xiàng）是遠離主軸（zhóu）軸線方向。因此我們需（xū）要把直角坐標（biāo）係的方程轉換為數控車（chē）床坐標係下的方程，同時數控車床不能識別指數函數和平方等數學符號（hào），這就需要用宏程序中的算術和（hé）邏輯運算（suàn）符號替換其中的數學符號，變成數控車床（chuáng）可識別的公式。

經變（biàn）換後高斯曲線在數控坐標下的方程如下。

X=140.6/EXP(((z-620)/1339)*((z-620)/1339))+9.358/

EXP(((z+251.5)/351.8)*((z+251.5)/351.8))+24.58/EXP(((z+740.4)/464.1)*((z+740.4)/464.1))

三、數控車床加工特殊曲線的（de）方法

數控車床可通過（guò）G01、G02等G代碼直接加工直線、圓弧，但並沒有專（zhuān）門（mén）的G代碼來加（jiā）工（gōng）橢圓（yuán）、雙曲線和高斯曲線等特殊曲（qǔ）線（xiàn）。在加工此類曲（qǔ）線時一般采用（yòng）直線逼近法，即在Z方（fāng）向上（shàng）依次遞（dì）減（jiǎn）或遞（dì）增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減或遞增一個步距得到一個Z值。然後，通過曲線方程計算求出（chū）對（duì）應的X值，再將（jiāng）刀具直（zhí）線插（chā）補至計算得出的(X，Z)值所確定的點，依次插補便可完成特殊曲線（xiàn）的加工。

四、編製加工高（gāo）斯曲線（xiàn）的（de）宏（hóng）程序

現以一個簡單的零件為例，說明高斯曲線的宏程序編製過程（chéng）。如（rú）圖1所示，在（zài）Φ260mm的毛坯棒（bàng）料上加工一段長100mm的高（gāo）斯曲線外輪廓。圖1是直角坐標係下的零（líng）件圖樣，圖2是數控坐標下的零件圖樣。

1490873504692141.png1490873504561622.png

在高斯曲線數控坐標方程中，我（wǒ）們用#101表示自變量z，用#102表（biǎo）示(z-620)/1339，用#103表示(z+251.5)/351.8，用#104表示(z+740.4)/464.1，用#105表示因變量x，則高斯曲（qǔ）線的方程可表示為：

#105=14.6/EXP(#102*#102)+9.358/EXP(#103*#103)+24.58/EXP(#104+#104)

編（biān）製精（jīng）加工程序如下：

O0001

N10#101=0;(自（zì）變量初值)N20#102=(#101-620)/1339;

N30#103=(#101+251.5)/351.8;N40#104=(#101+740.4)/464.1;

N50#105=14.6/EXP(#102*#102)+9.358/EXP(#103*#103)+24.58/EXP(#104*#104);

N60G01X[2*#105]Z[-#101]F0.2;(直線逼（bī）近法加工高斯曲線)

N70#101=#101+0.1;(z值遞增一個步距)

N80IF[#101LE100.0]GOTO20;N90G01X265.0;

N90G00X100.0Z100.0;N100M30;

以上程序為最後一刀的精（jīng）加工程序，在實際加（jiā）工中要（yào）考慮（lǜ）到毛坯（pī）的（de）餘量，這就需（xū）要先粗車，再精車（chē）。粗車同樣也是沿輪廓車削，可采（cǎi）用G71或（huò）者G73指（zhǐ）令粗車（chē），然後用G70指（zhǐ）令精車，編製完整的程（chéng）序（xù）如下。

O0002

N10G40G21G97G99;N20M03S800;

N30T0101;

N40G00X262.0Z2.0;N50G73U9.0R9.0;

N60G73P70Q150U0.3W0.0F0.2;N70#101=0;(自變（biàn）量（liàng）初值（zhí）)

N80#102=(#101-620)/1339;N90#103=(#101+251.5)/351.8;

N100#104=(#101+740.4)/464.1;

N110#105=14.6/EXP(#102*#102)+9.358/EXP(#103*#103)+24.58/EXP(#104*#104);

N120G01X[2*#105]Z[-#101]F0.1S1000;(直線逼近法加工高（gāo）斯曲線)

N130#101=#101+0.1;(z值遞增一個（gè）步距)N140IF[#101LE100.0]GOTO80;

N150G01X265.0;N160G70P70Q150;

N170G00X100.0Z100.0;N180M30;